미감항규정인 FAR과 이에 기반한 하중해석 절차를 설명하였다. 하중해석을 위해서는 규정과 하중조건을 준비하고, 공기력, 중량 및 구조 모델링을 수행해야 한다. 항공기 비행하중 해석시 공기력은 일반적으로 패널방법을 이용하여 산출하게 된다. 본 연구에서는 하중해석을 위해 In-house 프로그램인 ARGON을 사용하였다. ARGON은 KARI와 TsAGI가 공동 개발한 고정익 항공기 설계 프로그램으로서 비행하중, 지상하중, 플러터 및 응력해석을 지원한다. 본 논문에서는 ARGON을 이용하여 4인승 선미익 항공기 개발에 있어 필수적인 비행하중 해석을 수행하였고 그 결과를 제시하였다.

복합재 무힌지 로터시스템의 구조 감쇠 증대와 공탄성 안정성 향상에 대한 연구를 수행하였다. 무힌지 로터시스템의 구조 감쇠 증대를 위해 플렉셔에 구속 감쇠 처리 기법을 적용하였다. 점탄성 층과 구속 층이 부착된 플렉셔 구조물에 대한 모드해석은 MSC/NASTRAN을 이용하였고, 실험을 통해 구속 감쇠의 효과를 검증하였다. 구속 감쇠 처리된 복합재 플렉셔를 무힌지 로터시스템에 적용하여 제자리 비행 조건에서의 시험을 통해 in-plane 감쇠 증대를 고찰하였다.

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 30-50%까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로 터빈용 원심 압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

4절 링크장치는 인입식 착륙장치를 가장 간단하게 기구학적으로 모사한 모델이다. 4절 링크의 설계 및 해석은 상용프로그램에서 제공하는 기구학 해석 및 시뮬레이션 기능을 이용하는 것이 일반인 방법이다. 그러나 해석적 방법은 많은 반복시도를 하여야 유용한 해를 구할 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 합성설계(Synthesis) 기법을 사용한다. 합성설계기법은 해석적 방법보다 반복시도를 많이 줄여 주지만 최적해를 보장할 수는 없다. 최적의 해를 얻기 위해 기존의 합성설계방법에 최적화 기법을 적용하여 해를 찾을 수 있다. 이 연구에서는 최적화 기법을 적용할 때 필요한 해영역의 특성을 분석하였다.

체공형 부양선인 Aerostat에 대한 개념설계를 수행하였다. 기존의 풍동 시험자료를 참조하여, 정적 종안정성을 확보하기 위한 Aerostat의 외형 설계를 수행하였다. 주어진 동체형상과 길이에 대한 표면적 및 부피는 Cubic Spline을 이용하여 수치적으로 계산하였고, 반복계산을 통하여 동체의 길이를 결정하였다. 개념설계를 위한 케이블 장력과 중량, 그리고 임무장비 무게를 산정하였다. 중량과 임무고도 등과 같은 중요한 설계 변수에 대한 민감도를 분석하였으며, 그 결과로서 30m급의 Aerostat 시스템에 대한 개념 설계결과를 제시하였다.

로터의 성능 예측 검증을 위해 tilt rotor aeroacoustic model(TRAM)에 대한 3차원 CFD 해석을 수행하였고 로터 파워 효과에 의한 영향을 분석하기 위해 수치해석을 행하였다. 수치 기법은 multiple reference method(MRF)와 sliding mesh technique을 사용하였다. TRAM 실험치와 비교 결과 정지 비행시에는 수치해석이 실험보다 적은 추력을 예측하였고 전진 비행시에는 실험결과와 매우 유사한 결과를 예측하였다. 로터효과를 고려한 비행체의 양력은 감소하고 항력 및 피칭 모멘트는 거의 변화가 없는 것으로 판단된다.

본 논문은 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석기법에 대한 연구이다. 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석을 수행하기 위해서는 위성본체 전체의 유한요소모델을 필요로 한다. 그러나 광학탑재체 지지구조물의 초기 설계시 위성본체의 유한요소모델이 정해지지 않기 때문에, 열지향오차 해석시 유한요소모델이 존재하지 않더라도 위성본체에 의한 열지향오차를 유도하는 해석기법이 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 해석기법과 실제 해석시 이를 반영하는 구체적인 방법에 대해서 서술한다.

인공위성 및 발사체의 자세제어용으로 사용되는 단일추진제 추력기용 하이드라진 분해 촉매에 대한 연소성능을 실제 연소시험을 통하여 검증하였다. 촉매연소성능을 확인하기 위한 촉매 시험장치를 (주)한화와 공동으로 설계/제작하였으며, 이를 통하여 하이드라진 분해촉매의 연소지연시간, 촉매활성도, 촉매안정도를 측정함으로써 촉매 연소특성을 평가하였다. 또한 현재 진행 중인 국산화 촉매 시제품의 개발현황에 대해 소개하였다.

정지궤도위성과 같은 차세대 대형위성의 우주궤도환경 모사를 위해 한국항공우주연구원은 유효직경 Φ8m, 유효길이 L10m의 대형 열진공챔버를 구축해오고 있다. 우주환경은 고진공 환경이며 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 가혹한 우주환경에 의해서 위성체의 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하고 이는 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 본 논문에서는 대형 열진공 챔버를 효율적이고, 안정적으로 구동을 위한 모든 제어로직이 포함되어 있다.

이 연구는 통계학적인 방법을 이용하여 별 추적기의 가시도를 해석하였다. 별 추적기의 시선벡터에 대한 함수로서, 몇 가지 위성 자세 모드 상태에서 임의의 위성의 위치로부터 별 추적기가 태양과 지구에 의해 가려지는 확률, 태양 전지판에 의해 별 추적기가 가려지는 확률, 태양 전지판에 의한 태양 빛의 반사 확률을 계산하였다. 별 추적기의 이용도가 가장 높은 영역을 찾아 별 추적기의 시선벡터 방향을 결정하였는데, 두개의 최적화된 별추적기의 배치는 각각 고도각 -40도, 방위각 -35도와 고도각 -40도, 방위각 -150도로 나타났다.

최대 전력 추적 기법은 온도와 일사량의 조건 및 부하의 전기적 특성 변화에 관계없이 태양전지 배열기의 출력 전력을 최대화하기 위한 광발전 시스템에 사용된다. 본 논문에서는 저궤도 위성을 위한 최대 전력 추적 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 최대 전력추적 기법은 전력의 계산이 불필요하여 간단한 아날로그 회로만을 이용한 하드웨어 구현이 가능하다. 본 연구에서는 태양전지의 특성을 변화 시킬 수 있는 여러 조건을 가정하여 시뮬레이션과 실험을 통해 제안한 최대 전력 기법의 타당성을 입증하였다.

본 연구는 원격측정명령처리기 성능검증모델의 개발을 위해 수행된 설계, 해석, 제작 및 시험에 관한 것이다. CTU EQM의 각 보드별 주요 요구 규격에 따른 로직 설계를 수행하였으며 최악조건해석, 소자스트레스 해석, 신뢰도 해석, FMECA 해석 및 우주환경 및 발사환경 해석을 통해 설계의 타당성을 분석하였으며, 보드 제작 및 조립 후 수행된 기능 시험, 환경시험 및 ETB 시험을 통해 CTU EQM의 모든 성능을 확인하였다.

본 논문은 2008년 발사예정인 한국의 통신해양기상위성에 대상으로 액체원지점엔진 발사 및 궤도획득에 사용되는 연료량 계산에 필요한 기술적인 접근에 대하여 기술하였고 그 계산 결과를 소개하였다. 발사체에 성능에 따른 전이궤도 진입오차 성분을 고려하기 위해여 통계적인 방법인 몬테칼로 시뮬레이션 기법을 사용하였다. 또한 통신해양기상위성에 고려 가능한 일부 발사체를 대상으로 표류궤도 진입 및 궤도획득에 요구되는 연료량을 계산하고 그 결과를 비교하였다.

아리랑위성 2호는 수집된 위성 영상의 지상 전송을 위해서 X-대역의 통신 시스템을 갖추고 있으며, 지향 조절이 가능한 고이득의 X-대역 안테나를 가지고 있다. 지상 시험 시에는 위성 안테나의 성능을 시험하여야 하기 때문에 비행 구성 그대로의 시험이 필요한데, 현재 X-대역 구성에 의하면 RF 출력이 너무 강하기 때문에 안전성에 문제가 있을 가능성이 있다. 또한, 발사장에서는 비행모드 구성을 유지하기 위해서 안테나 방사를 반드시 이루어야 하는데, 발사장 시험 시설에서는 RF의 방사를 제한하고 있기 때문에 어려움이 따른다. 따라서 안테나의 RF 방사를 제한하는 안테나 햇의 제작이 필요하며, 제작된 햇은 위성의 안정성을 위해 철저하게 검증이 되어야 한다.

본 연구 에서는 고해상도 우주용 카메라의 경통부의 복합재 적층설계를 열환경 및 흡습에 의한 영향을 고려하여 수행하고 다층 지그재그이론에 기초하여 개발된 삼각형 유한요소를 이용 열흡 습 해석을 수행하여 융단도표를 통하여 도출된 최적 적층설계가 광학성능 허용범위를 만족하는지 검증 하였다.

다목적실용위성 2호 영상의 geo-location 정밀도 80 m (CE90) 요구사항을 만족시키기 위하여, 1개의 IRU 와 2개의 star tracker 들로부터 획득되는 데이터를 이용하여 지상에서 후처리 추정 과정을 거쳐 위성의 자세를 결정하는 정밀자세결정 시스템이 개발되었다. 정밀자세결정 시스템의 정밀도를 극대화하기 위해서는 우주 공간의 극심한 열적 환경으로 인해 발생하는 star tracker 정렬 오차를 효율적으로 보정하여야 한다. 정밀한 정렬 오차의 보정을 위해서는 영상 내에 촬영된 지상의 ground control point 데이터를 이용하여야 하는데, 현실적으로 한반도 모든 지역에 대해 ground control point 를 확보할 수 없다. 현재 항공우주연구원이 확보하고 있거나 이후 확보할 예정에 있는 고해상도 영상을 위한 ground control point 들은 대전지역에 국한될 예정이다. 이와 같은 상황에서 정밀자세결정 시스템의 성능을 높이기 위한 최적의 시스템 운용 개념을 본 연구에서 제시하였으며, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 분석하였다.

소형위성발사체(KSLV-I) 개발사업의 발사체 예비설계 단계에서 3단형 위성발사체(예비안)의 작업분류체계(WBS)를 개발하였다. 본 논문에서는 작업분류체계 개발의 배경과 세부 항목 및 전체적인 구성 등을 기술하였다. 아울러 작업분류체계의 운영 계획도 수립하였다.

KSLV-I의 위성 어댑터의 구조 형식으로 결정된 세미 모노코크 형식의 잘려진 원뿔형 구조체를 제작하고, 정적 구조 시험을 수행하였다. 설계 하중에 따라 순수 압축, 순수 굽힘, 순수 전단, 복합 하중을 가하여 변형률 및 변위를 측정하고, 구조의 건전성을 확인하였다. 최종적으로 파괴 시험을 수행하여, 국부 좌굴 모드 및 파괴 형상을 관찰하였으며, 파괴하중 및 모드를 유한 요소법으로 해석하여 비교한 결과 정확한 파괴 하중의 예측이 가능하였다.

로켓엔진용 연료펌프의 수력 성능과 흡입 성능을 관찰하기 위해 연료펌프에 대한 성능시험을 실시하였다. 성능 시험은 수력 성능 시험과 흡입 성능으로 나뉘며 시험의 편의를 위해 상온의 물을 매질로 택하였다. 수력 성능 시험 결과 양정, 효율, 볼류트 압력 분포 등은 상사 법칙을 잘 만족하는 것으로 드러났으나, 이차 유로의 압력 분포는 상사 법칙과 약간의 차이를 보였다. 그리고 플로팅 링 간극을 줄였을 때 펌프의 양정과 효율 모두 좋아지는 것을 확인할 수 있었고, 바이패스 배관의 오리피스 변화는 연료펌프의 효율 변화와 특별한 경향성을 보이지 않았다. 마지막으로 흡입 성능 시험 결과 펌프의 시험 회전수를 높였을 때 펌프의 흡입 성능이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.

발사체의 노즈 페어링 벤트 홀 크기 결정 기법의 정확도를 검증하기 위한 시험을 수행하였다. 한국항공우주연구원 우주비행시험그룹이 보유한 열진공 챔버(Bake-Out Chamber)를 이용하여 챔버 내부 압력을 대기압에서 진공으로 떨어뜨렸으며, 그 속에 다양한 벤트홀이 설치된 모델을 넣고 모델 내외부의 압력 및 온도 변화를 측정하였다. 시험 과정에서 나타난 시험 설비 및 측정 장비의 특성을 검토하고 이들이 얻어진 시험 데이터의 정확도 및 신뢰도에 미치는 영향을 분석하였다. 설비 및 측정 장비의 한계 내에서 최대한의 정확도를 얻을 수 있도록 데이터를 처리하였으며, 이렇게 얻어진 시험 결과로부터 벤트 홀 면적 및 배치에 따르는 영향을 분석하였다.

KSLV-I의 킥모터의 추력벡터제어용 구동장치 시스템은 전기-유압식 서보 구동장치 형상으로 설계되었으며 가동노즐을 구동하는 구동장치, 유압동력을 생성하는 유압동력 생성장치, 유압동력을 구동장치에 전달해 주는 유압동력분배장치와 관성항법장치에서 입력되는 제어신호에 따라 구동장치를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어있다. 그중에서 유압동력을 생성하는 장치는 전기모터를 이용하여 유압펌프를 구동하는 EMDP(Electric Motor Driven Pump) 방식을 채택하고 있다. 일반적으로 전기모터는 구동이 편리한 브러시 방식의 직류모터(BDC 모터)를 사용하는데 일정 고도이상에서는 사용이 용이하지 않다. 그래서 고고도에서 사용하기 위해 브러시없는 직류모터(BLDC 모터)를 이용하여 유압펌프를 구동하는 시스템을 개발하고 있다. 본 논문에서는 브러시없는 직류모터를 구동하기 위한 제어기 설계에 대하여 자세히 설명하고자 한다.

고성능 로켓엔진의 터보펌프를 구동하기 위한 연료 과농 가스발생기에 대하여, 연소 불안정 발생시 모사배관를 각각의 음향모드 공진주파수를 모사하는 방법을 통하여 결정하였다. 관심 있는 음향모드의 몇 파장만을 모사하여 실제 연소시험에 바로 적용할 수 있는 짧은 길이의 배관도 제시하였다. 가스발생기에서의 연소불안정을 제어하기 위한 하나의 방안으로서, 모사배관의 길이를 바꾸어 분사기의 동특성과 연소실의 공진 음향 모드를 서로 분리시켜 상호작용이 일어나지 않게 할 수 있으며, 이러한 특성은 연소시험을 통해 확인되었다. 비행용 가스발생기의 연소시험과 연소불안정 제어를 위한 일련의 방안으로서 모사배관를 결정하는 방법을 확립하였다.

발사체의 추진 성능 및 효율성을 향상시키기 위한 로켓 구조물의 무게 절감은 발사체 개발에 있어 필수적인 사항이다. 특히 다수의 엔진 시스템을 클러스터링할 경우에는 엔진 지지부의 공간 축소가 추진기관 시스템의 고 효율성을 위해 필요하다. 본 논문에서는 클러스터링 엔진 시스템을 채택한 추진기관 시스템에 있어서 산화제 공급 배관의 분기 위치에 따른 추진기관 성능을 무게, 산화제 탱크 가압압력, 그리고 산화제 배관 내 2상 유동 발생 측면에서 비교, 검토하였다.

본 논문에서는 우주비행체 자세제어용으로 추력기 시스템이 사용될 경우의 3축 자세제어설계 문제를 다룬다. 블로우다운 방식의 추력기 시스템이 사용되는 경우를 가정한다. 추력기 시스템의 심각한 시간 지연 효과를 제어설계 시에 적절히 고려하기 위한 방안으로 리미트 사이클 분석 결과를 토대로 최적제어설계 문제를 정의한다. 공진화 기법을 적용해서 주어진 요구조건을 만족하는 최적 롤 제어기 및 최적 피치/요 제어기 설계가 가능함을 보인다. 설계된 제어기에 대한 성능 분석은 비선형 시뮬레이션을 통해 이루어지게 된다.

액체추진기관의 극저온 추진제 공급부에서 추진제의 주입 후 대기시간 동안의 온도상승은 배관내의 geysering 현상 및, 점화시 터보펌프에서의 cavitation을 발생시킬 수 있다. 본 자료에서는 이런 문제를 해결하는 방법 중 하나인 재순환배관 방식에 대하여 KSLV-I 예비안의 산화제부 형상을 바탕으로 LOX를 산화제로 사용한 경우에 있어서 그 성능을 파악하였다. 또한, 다양한 parametric study를 통하여 재순환배관의 설계인자를 찾고자 하였다. 재순환배관의 직경, 초기 LOX 온도, 재순환배관 높이, ullage 압력, 열전달 계수 등의 변화에 의한 영향 및 추가적인 He 분사를 통한 순환 촉진 효과를 살펴보았다. 상용 열유체해석프로그램인 SINDA/FLUINT를 사용하였고 1차원적으로 해석을 수행하였다.

KSLV-I에 탑재를 위한 주 데이터 장치(MDU)의 초기개발모델이 제작되었으며 인터페이스시험이 수행되었다. MDU의 엔지니어링 및 비행모델 제작을 수행하기 이전에 MDU 초기 모델에 대한 발사체 탑재 가용성을 확인하기 위하여 신뢰도 예측을 수행하였다. 본 논문은 전장품의 신뢰도 예측에 활용되는 MIL-HDBK-217F를 근간으로 MDU 개발 모델의 신뢰도 예측 방법에 대해 기술하였으며 신뢰도 예측결과를 기술하고 있다.

본 연구의 목적은 향후 발사될 KOMPSAT-2 MSC와 유사한 분광특성을 가지는 Landsat ETM+ 영상자료와 동시기에 지상에서 관측한 surface reflectance 자료를 이용하여 영상기반의 대기보정 모델을 검토하는 것이다. 이러한 영상기반의 대기보정은 현장관측 자료가 필요하지 않다는 이점이 있다. TOA reflectance와 현장 관측치 간에 상당한 차이를 보이며, 연구결과는 COST 모델을 기반으로 하는 Case 1이 세 가지 경우 중에서 가장 정확함을 나타냈다. 한편 Case 2_1의 경우 Case 1처럼 정확하나 그 값은 현장 자료보다 낮게 나타났다. 또한 Case 3_1은 일부 밴드에서 관측치와 전혀 상관성이 없는 것으로 나타났다. 향후 IKONOS와 같은 고해상도 영상자료에 본 연구방법을 적용하면 MSC 데이터 특성에 맞는 대기보정 모델을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

본 기술 논문에서는 아리랑 2호 APS의 안정적인 운용 및 TPF의 정밀도와 관련하여 궤도예측 시스템의 예측오차를 분석하였다. 본 논문에서는 보다 실제적이고 정확한 성능 및 오차 분석을 위하여 아리랑 2호 정상 운용 및 예상되는 연장 운용 시기와 유사한 태양활동을 보인 기간 동안의 아리랑 1호 실제 데이터를 이용하여 궤도결정 및 예측을 수행하였다. 본 기술 논문의 결과들은 아리랑 2호 APS와 지상 X-Band 수신국 간의 인터페이스 문서에서 할당된 "지상 궤도예측 정밀도"에 대한 분석 및 검증 자료로 활용될 수 있으며, 아리랑 2호 APS의 안정적인 운용에 중요한 참고 자료가 될 것으로 사료된다.

본 연구는 인공위성 영상의 전처리 시스템에 사용되기 위한 RPC 기하보정 모듈을 개발하는 것이다. 이를 위하여, Terrain-Independent Ⅰ, Terrain-Independent Ⅱ 및 Terrain-Dependent의 3가지 방법이 KOMPSAT-1, SPOT PAN 영상에 적용되었다.

본 논문에서는 추적레이다의 고출력 전자파에 의한 인체에 대한 영향(HERP)과 추적레이다 자체 장비에 대한 영향 및 동일한 C-Band 주파수 대역 사용으로 발생하는 기상레이다에 대한 전 자파 간섭(EMI) 분석을 실시하여 장비 설치 구역 내 통제가 가능한 인원(Controlled Personnel) 과 통제가 불가능한 인원(Uncontrolled Personnel)에 대한 최소 접근 제한거리를 산출하고 추적레이다 자체 장비에 대한 영향 및 동일한 주파수 대역 사용으로 발생하는 추적레이다와 기상레이다간의 전자파 간섭(EMI)을 해소하기 위한 방안을 제시하였다.

자연대기 전기의 항공기에 대한 상호 작용은 비행안전 상에 많은 문제를 초래하고 있다. 상용 항공기는 년간 1회 이상의 낙뢰를 맞는 것으로 보고되고 있으며 낙뢰는 항공기의 운항안전에 큰 위협이 되고 있다. 낙뢰 유도 전압은 항공기 전기․전자장비의 기능 장애 또는 손상을 가져다 주는 데 이것을 낙뢰의 간접영향이라 한다. 이러한 항공기의 낙뢰 간접영향으로부터 항공전자장비를 보호하기 위해서는 항공기에 대한 낙뢰의 영향과 항공기 내부 시스템을 분석하고 해당 부품에 대한 위협 내용에 대한 보호 설계를 통해 달성한다.

소형무인기용으로 개조된 가솔린 엔진에 장착될 수 있는 소형전자점화장치의 개발과정을 기술하였다. 소형전자점화장치는 엔진회전수와 흡기부압과의 관계 테이블에서 최적의 점화진각을 선택하여 스파크점화를 할 수 있으며 PC와의 통신을 통해 점화진각값과 Hall 센서의 위치값을 조절할 수 있다. 소형전자점화장치 개발기술은 국내 소형무인기 개발에 필요한 동력장치의 핵심기술이 될 것이다.